NO337488B1

NO337488B1 - Anordning for tørking og/eller røsting av gips

Info

Publication number: NO337488B1
Application number: NO20044274A
Authority: NO
Inventors: Charles Falinower
Original assignee: Lafarge Platres
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2016-04-25
Also published as: FR2836913B1; FR2836913A1; PT1485329E; CA2478062C; DE60327517D1; US20060010711A1; KR100931974B1; BR0308302B1; WO2003076356A1; US8251695B2; EP1485329B1; ES2325365T3; JP4520154B2; JP2005528310A; EP1485329A1; UA81761C2; PL370856A1; RU2004129751A; US20090151187A1; BR0308302A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en røstningsanordning og spesielt en anordning for røsting av kalsiumsulfatdihydrat (gips) til kalsiumsulfathemihydrat (gipspuss).

Dokumentet FR-A-2 493 826 fremlegger en prosess for røsting av gips (eng: gypsum) hvori en seng av gips varmes ved direkte introduksjon av varm gass og holdes ved en temperatur egnet for produksjon av kalsiumsulfathemihydrat, med vann sprayet inn i de varme gassene før sistnevnte kommer i kontakt med gipsen.

Dokumentet EP-A-230 793 fremlegger en prosess og en anordning for røsting av kalsiumsulfatdihydrat. I dette dokumentet blir forbrenningsgasser introdusert direkte via et første rør som strekker seg nedad inn i en seng av materiale som skal røstes. De veldig varme forbrenningsgassene kjøles før de kommer i kontakt med materialet i sengen som skal røstes. For dette formål blir nedkjølende resirkulerende gasser, lettspat eller begge introdusert inn i et andre rør som delvis omgir det første røret, og som dermed absorberer en del av varmen av de varme gassene ved varmeledning gjennom veggen av det første røret. Lettspaten kommer i kontakt med materialet av sengen før det kommer i kontakt med de varme gassene.

Det er ulemper med denne anordningen. Gipsen som blir introdusert mellom de to rørene har en tendens til å bygge seg opp på rørene og til å bli tilstoppet, og på slikt vis blokkere røstningsanordningen. Dette problemet er spesielt viktig når materialet som skal røstes er syntetisk gips, f.eks. gips fra røykkanalgass-desulfurisering.

Røstningsanordningen fremlagt i dokumentet EP-A-0 284 464 omfatter et første rør for å introdusere varm luft inn i materialet av en seng som skal røstes. Dette første røret er omgitt av et andre rør. Friskt materiale som skal røstes passerer gjennom det mellomliggende rommet mellom det første røret og det andre røret. Strømningsavbøyere er plassert mellom det første røret og det andre røret i veien for det friske materialet.

Det er ulemper ved denne anordningen. Denne anordningen krever forhåndstørking av gipsen før den blir introdusert inn i røstningsanordningen, for å forhindre tilstopping. I tillegg krever denne anordningen knust naturlig gips som må males ved utløpet av ovnen; denne anordning er derfor ikke egnet for gips fra røykkanalgass-desulfurisering, og mer generelt andre syntetiske gipser.

Disse anordningene har også felles ulemper. Dehydreringen av gipsen er ineffektiv og ikke homogen. I tillegg er den termiske effektiviteten til disse anordningene redusert. Videre krever overskuddstrykket på innsiden av disse anordningene sikkerhetsmidler og tilleggsutstyr, så som forsterkerpumper, med høye intallasjons-og vedlikeholdskostnader. Generelt er røstningstiden for lettspaten i disse anleggene høy, noe som resulterer i lave gjennomstrømninger i forhold til deres størrelse, og en lav reaktivitet av hemihydratet som oppnås.

Det er dermed et formål med foreliggende oppfinnelse å fremskaffe en løsning for én eller flere av disse ulempene.

Oppfinnelsen vedrører derved en gipstørker/røster som omfatter:

- et røstningsrom; - et første rør som utviser et innløp koblet til en kilde for varme gasser og et utløp som ender i røstningsrommet; - et andre rør som utviser et innløp koblet til en kilde for gips og et utløp som ender i røstningsrommet, hvor det andre røret er konsentrisk med det første røret; - en fremføringsskrue posisjonert i det minste delvis i det andre røret, hvor nevnte skrue fører gipsen fremover i røstningsrommet.

I henhold til ett utførelseseksempel omgir det andre røret det første røret over en del av dets lengde.

I henhold til ett utførelseseksempel omgir det andre røret det første røret over i hovedsak hele dets lengde.

I henhold til ett utførelseseksempel korresponderer røstningsrommet til en mottaker som i det minste delvis omgir det første røret og det andre røret.

I henhold til ett utførelseseksempel er røstningsrommet i det minste delvis sammenfallende med innsiden av det andre røret.

I henhold til ett utførelseseksempel er røstningsrommet inndelt mellom innsiden av det andre røret og mottakeren.

I henhold til ett utførelseseksempel er røstningsrommet sammenfallende med innsiden av det andre røret.

I henhold til ett utførelseseksempel er det første røret anordnet slik at det kan rotere i forhold til det andre røret og driver den integrerte fremdriftsskruen med denne bevegelsen.

I henhold til ett utførelseseksempel varierer stigningen av skruen i henhold til lengden av skruen.

I henhold til ett utførelseseksempel utviser skruen en omrører anordnet ved enden av skruen.

I henhold til ett utførelseseksempel blir fremføringsskruen ført i rotasjon av minst to sentrerende armer integrert med omrøreren.

I henhold til ett utførelseseksempel er omrøreren utstyrt med en deflektor som vender mot utløpet av det første røret.

I henhold til ett utførelseseksempel utviser omrøreren en aksel posisjonert ved dets ende.

I henhold til ett utførelseseksempel er omrøreren ført i rotasjon av lagre integrert i mottakeren.

I henhold til ett utførelseseksempel er rørene vertikale.

I henhold til ett utførelseseksempel utviser innløpet av det andre røret en konisk form som korresponderer i det minste delvis til fremføringsskruen.

I henhold til ett utførelseseksempel har det andre røret en form og struktur egnet for maling.

I henhold til ett utførelseseksempel har fremføringsskruen en form og struktur egnet for maling.

Et videre formål i henhold til oppfinnelsen er en prosess for røsting av gips som omfatter følgende trinn: (i) forsyning av varme gasser til innløpet av et første rør; (ii) forsyning av gips til innløpet av et andre rør som er konsentrisk med det første røret; (iii) føring av gipsen fremover i det andre røret ved hjelp av en fremføringsskrue;

(iv) indirekte varmeutveksling mellom gipsen og de varme gassene; og

(v) røsting av lettspaten til gips.

I henhold til ett utførelseseksempel er gipsen gips fra røykkanalgass-desulfurisering og/eller naturlig gips.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter trinnene (iii) med fremføring av gipsen og (iv) med indirekte varmeutveksling, tørkingen av gipsen.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter trinnene (iii) med fremføring av gipsen og (iv) med indirekte varmeutveksling, tørkingen og i det minte delvis røstningen (v) av gips til gipspuss.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter røstingen (v) føring av gipsen i kontakt med de varme gassene, hvor røstingen er av flashtypen.

I henhold til ett utførelseseksempel er tiden mellom føring av gipsen i kontakt og dens komplette røsting mindre enn 10 sek.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter røstingen (v) føring av gipsen i kontakt med de varme gassene, hvor røstingen blir utført i en fluidisert seng.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter røstingstrinnet transport av gipsen fra utløpet av det andre røret ved medrivning av varme gasser.

I henhold til ett utførelseseksempel er oppholdstiden av gipsen og/eller gipspussen i det andre røret mellom 30 sek. og 5 min.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter trinnet med indirekte varmeutveksling mellom gipsen og de varme gassene røstnigstrinnet.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter trinnene (iii) med fremføring av gipsen og (iv) med indirekte varmeutveksling, tørkingen og i det minste delvis røstingen (v) av gipsen til gipspuss, hvor røstingen (v) blir komplettert ved å føre gipsen i kontakt med de varme gassene, hvor den kompletterte røstingen er av flashtypen, og hvor varigheten av trinnene (iii) og (iv) er mellom 30 sek. og 5 min., og varigheten av røstingen ved kontakt med de varme gassene er mellom 1 og 10 sek.

I henhold til et annet utførelseseksempel er varigheten av trinnene (iii) og (iv) mellom 1 og 2 min., og varigheten av røstingen ved kontakt med de varme gassene er mellom 2 og 5 sek.

I henhold til ett utførelseseksempel omfatter dessuten prosessen i henhold til oppfinnelsen et trinn (iiib) med maling av lettspaten i løpet av trinnet (iii) med fremføring.

I henhold til ett utførelseseksempel blir prosessen utført i tørker en/røster en i henhold til oppfinnelsen.

Et videre formål i henhold til oppfinnelsen er en gipspuss som er i stand til å bli oppnådd av prosessen, i henhold til oppfinnelsen. Denne gipspussen utviser dessuten spesifikke karakteristika som vil bli beskrevet under.

Andre karakteristika og fordeler av oppfinnelsen vil fremkomme ved lesing av beskrivelsen, som følger av utførelseseksemplene i henhold til oppfinnelsen, som er gitt som eksempel, og med referanse til illustrasjonene, som viser: Fig. 1: et transvers tverrsnittriss av et tørkings- og røstingsanlegg i henhold til et første utførelseseksempel av oppfinnelsen; Fig. 2: en diagrammatisk representasjon av et eksempel på en skrue som kan bli anvendt i anlegget i fig. 1.

Oppfinnelsen foreslår å gjøre tilgjengelig en fremføringsskrue i et rør for foring med gips. Dette røret er konsentrisk med et annet rør som fungerer som et forbrenningskammer av brenneren og som et rør for introduksjon av varme gasser. Varmgassrøret kan derfor være det interne røret eller det eksterne røret; beskrivelsen som følger er gitt for det tilfellet hvor varmgassrøret er det interne røret men oppfinnelsen gjelder mutatis mutandis i det tilfellet hvor varmgassrøret er det eksterne røret.

Forbrenningsgassene varmer gipsen i det eksterne røret for å tørke det, og valgfritt for delvis eller komplett dehydrering av samme (dvs. røste det).

Forbrenningsgassene vil deretter komme i kontakt med materialet for å komplett eller delvis utføre røstingen.

Fig. 1 representerer et transvers tverrsnittriss av en tørker/røster 1 i henhold til et første utførelseseksempel av oppfinnelsen. Denne tørkeren/røsteren har en mottaker 2a konstruert for å holde kalsiumsulfatdihydrat som skal røstes (eller som skal fortsette å bli røstet).

En brenner 3 er anordnet i den øvre delen av reaktoren, og utløpet av brenneren 3 er anordnet i et første rør 4 for overføring av varme gasser. Det første røret 4 løper ut omtrent ved bunnen av mottakeren 2a. Et andre rør 5 omgir det første røret 4. En fremføringsskrue 6 er anordnet mellom de to rørene 4 og 5. Denne skruen 6 er drevet i rotasjon av en motor 7 ved anvendelse av egnet transmisjon. Form og dimensjoner av denne skruen er justert og kalkulert nøyaktig for å sikre god flyt av lettspaten og høy termisk effektivitet. Et innløp for kalsiumsulfatdihydrat løper ut i rommet mellom rørene 4 og 5. Tørkeren/røsteren er dermed foret av en kilde til kalsiumsulfatdihydrat. Egnede anordninger er posisjonert for å sikre lekkasjetettheten til mottakeren i forhold til eksteriøret.

Egnede brennere, f.eks. med en relativt lang flamme, slik beskrevet i kjent teknologi, kan bli anvendt. Brenneren genererer varme gasser som anvendes både til å tørke lettspaten (fordampning av fuktighet eller fritt vann tilstede i gipsen) og for å konvertere kalsiumsulfatdihydratet av den tørkede gipsen til kalsiumsulfathemihydrat eller gipspuss, dvs. å røste det.

De varme gassene passerer gjennom et rør 4, fortrinnsvis posisjonert vertikalt i reaktoren. Røret 4 strekker seg fra brenneren så langt som i hovedsak til foten av mottakeren. De varme gassene som passerer gjennom røret er dermed introdusert omtrent på nivå med bunnen av mottakeren 2a. Det er naturligvis mulig å introdusere de varme gassene ved et hvilket som helst egnet punkt i reaktoren for å røste kalsiumsulfatdihydratet. Det er også mulig å planlegge å anvende et rør som heller i forhold til det vertikale av tørkeren/røsteren.

Det eksterne røret 5 omgir det interne røret 4, og disse rørene er fortrinnsvis vertikalt anordnet i mottakeren. Dette eksterne røret 5, og fremføringsskruen 6, gjør det mulig å føre lettspaten fra innløpet 8 og så langt frem som inn i mottakeren.

Gipsen som passerer gjennom røret 5 absorberer varme fra gassene som passerer gjennom røret 4. Varmeutvekslingen mellom gassen i det interne røret 4 og gipsen i det eksterne røret 5 gjør det mulig å sikre fordampning av den frie fuktigheten i gipsen før den kommer i direkte kontakt med forbrenningsgassene. Den konsentriske anordningen av det eksterne røret 5 og det interne røret 4 gjør det mulig å oppnå en effektiv varmeutveksling mellom gipsen og de varme gassene. Konveksjon, stråling og spesielt varmeledningsfenomener gjør denne varmeutvekslingen mulig. Fremføringsskruen utfører denne rollen delvis ved det faktum at den fortrinnsvis er sveiset til røret 4, som dermed danner dens akse, og også ved dimensjoneringen av bladene, som fremskaffer et høyt overflateareal for kontakt med gipsen.

Fuktigheten slippes ut via utslippsrøret 13, fortrinnsvis anordnet i den øvre delen av mottakeren, hvor et rom er blitt stukket inn for dette formålet mellom den øvre delen av røret 5, ved basen av innløpet 8, og utløpsrøret 13. Det er også mulig å fremskaffe et rør 13a (ikke vist) lokalisert i dette innstukne rommet, hvor det er mulig for dette røret 13 a, dersom det er nødvendig, å slippe ut hele eller deler av vanndampen eller, i motstående tilfelle, å bli anvendt for ekstra injeksjon av vanndamp (eller av en hvilken som helst annen gass dersom det skulle trenges).

Disse varmeutvekslingene gjør det mulig ikke bare å tørke gipsen, men muligens også å begynne reaksjonen for omdanning av kalsiumdihydrat til hemihydrat. Derved utviser tørkeren/røsteren et rom 2 for røsting av lettspat som er i stand til å begynne selv på innsiden av eksternt rør 5, for deretter å spre seg inn i mottakeren 2a og muligens inn i rørene ved utløpet av reaktoren.

Fremføringsskruen 6 er anordnet mellom rørene 4 og 5. Denne skruen drives i rotasjon av motoren 7, fortrinnsvis via røret 4 som er integrert med den. Skruen gjør det mulig å fore gipsen inn i det eksterne røret 5. Denne skruen strekker seg fra et gipsførende innløp 16 av det eksterne røret 5, som utviser en konisk form, hvor skruen er i stand til å passe med formen av innløpet. Skruen gjør det også mulig å unngå tilstopping av røret 5 med gips, enten ved effekten av å føre gipsen fremover eller ved å skrape bladene av skruen på innsiden av det eksterne røret 5. Skruen vil også homogenisere det friske materialet ved å blande det. Forskjellen i temperatur mellom det friske materialet nær ved det interne røret 4 og det friske materialet nær ved det eksterne røret 5 er dermed redusert, som videre forbedrer fordampningen av den frie fuktigheten. Dette er fordelaktig når materialet omfatter gips fra røykkanalgass-desulfurisering, siden dette produktet utviser et spesielt høyt nivå av fri fuktighet. Hastigheten på rotasjonen av skruen er justert i henhold til gjennomstrømningen som er valgt. Vanndampen som er produsert blir sluppet ut via toppen av systemet. Tørkeren/røsteren i henhold til oppfinnelsen forhindrer tilstopping med gipsen, spesielt våt gips fra røykkanalgass desulfurisering i løpet av håndteringsoperasjonene. Videre er et mellomrom fortrinnsvis fremskaffet mellom skruen 6 og røret 5.

Ved enden av det interne røret 4 kommer forbrenningsgassene i kontakt med materialet. På grunn av varmeutvekslingen som allerede er nevnt er temperaturen av forbrenningsgassene redusert når de når enden av røret 4 og kommer i kontakt med materialet. Det er derfor mulig å røste (eller å avslutte røstingen av) materialet som kommer ut fra det eksterne røret 5 med en egnet gasstemperatur, f. eks. mellom 300 og 600°C. Dannelsen av uønskede derivater, så som anhydritt II, i løpet av røstingen er dermed unngått.

De karakteristiske dimensjonene for røsteren i henhold til oppfinnelsen er, f.eks.

(for en kapasitet på 5 tonn/time):

- Høyde av reaktoren 2500 mm

- Diameter av reaktoren: 2100 mm

- Diameter av den nedre basen av det eksterne røret: 700 mm

- Diameter av den øvre basen av det eksterne røret: 1710 mm

- Diameter av det interne røret: 500 mm

Disse dimensjonene er også kompatible med transport i en maritim container, som forenkler transporteringen av enheten, spesielt over lange distanser.

I henhold til en tørker/røster alternativ form kan røret 5 bli konstruert for å omgi røret 4 over en del av dets lengde eller over dets hele lengde.

Framføringsskruen utviser f.eks. en lengde på mellom 70 % og 90 % av den totale høyden av reaktoren. Skruen utviser én eller flere blader som strekker seg radielt som en heliks. I eksemplet i figuren omfatter skruen et enkelt blad, hvor lengden av bladet i hovedsak er lik lengden av det interne røret 4. Når røret 4 begynner ved et høyere nivå (spesielt når den øvre delen av røret fungerer som et forbrenningskammer), kan lengden av skruen være kun deler av det nevnte røret 4 (f.eks. 80 %). Fortrinnsvis har skruen 6 en lengde i hovedsak lik til den av det eksterne røret 5. Dette bladet er fortrinnsvis laget av metall (f.eks. rustfritt stål) eller av et materiale som utviser god termisk ledningsevne.

Fremføringsskruen er fordelaktig integrert med det interne røret 4 for forbrenningsgassene. Det er f.eks. mulig å anvende røret 4 som en transmisjonsaksel for fremføringsskruen 6. Fremføringsskruen 6 kan også ha en omrør er/s entr er ende anordning 11. Denne omrøreren er f.eks. festet til den nedre enden av røret 4 når skruen er integrert med sistnevnte (men skruen kan være integrert med røret 5, eller uavhengig av begge rør, og lignende). Denne omrøreren/s entr er ende anordningen opptrer som en sentrerende anordning for skruen i røret 5.

I denne alternative formen er dermed røret 4 anordnet slik at det kan rotere i forhold til mottakeren 2a. Denne alternative formen gjør det derved mulig å oppnå en fremføringsskrue som er enklere å fremstille. Den termiske ledningen mellom de varme gassene og lettspaten i det eksterne røret 5 er også forbedret av skruen.

Fig. 2 viser et implementasjonseksempel av fremføringsskruen 6. En bjelke f.eks. med korsformet tverrsnitt 15, er tilstede for å overføre dreiemomentet fra røret 4 til omrøreren/den sentrerende anordningen 11. Sistnevnte kan valgfritt omfatte flere blader som beveger, dersom egnet, en seng som kan være tilstede, eller et deponi av materiale plassert ved bunnen av reaktoren. Omrøreren gjør det mulig, i henhold til typen av røsting utført i tørkeren/røsteren, å homogenisere materialet av sengen, å distribuere materialet som kommer fra røret 5 i sengen, eller å uttømme mulige deponier ved å fremføre dem inn i en strøm av forbrenningsgasser. Denne omrøreren gjør det også mulig å forenkle tømmingen av reaktoren når det trengs (representert ved 17 i fig. 1).

Fremføringsskruen 6 kan også være konstruert for å utvise to (eller flere) blader som helikser som passer inn i hverandre.

Bladet eller bladene kan også være konstruert for å utvise en stigning mot utløpet av rørene som er mindre enn mot foringsinnløpet, som representert i eksemplet av fig.

2. En variabel stigning gjør det mulig på enkelt vis å oppnå en stoppereffekt ved enden av skruen, slik at de varme gassene derved ikke er i stand til å stige inn i materialet på innsiden av røret 5.

En skrue som er konisk over i hovedsak dets lengde kan også bli fremskaffet, i hvilket tilfelle en variasjon i stigningen ikke er påkrevd. Det er også mulig å ha en skrue med en konstant stigning, til og med en økende stigning, dersom det er egnet.

Omrøreren/sentreringsanordningen 11 kan ha en deflektor (representert i fig. 1) 12 for å forbedre gasstrømningsegenskapene (aeraulics). Denne deflektoren er plassert slik at den vender mot utløpet av røret 4 for varme gasser.

I henhold til en alternativ form er gassene, som kan være belastet, frigjort via utløpet 13 i hovedsak resirkulert. De kan derved passere inn i en syklon eller et filter 14, som separerer støvet fra gassene som blir sluppet ut. Det kan også legges til rette for å resirkulere gassene som slippes ut via utløpet 9. De gjenværende gassene er deretter ført til forbrenningskammeret av brenneren, slik at de øker den termiske effektiviteten av tørkeren/røsteren.

Avhengig av typen røstingssystem som er valgt kan partiklene av hemihydrat (gipspuss) bli innsamlet ved foten av røsteren (i det tilfellet av tømming via røret 17), i gassene som kommer ut via røret 13, eller via et sideutløp 9 ved nivå av den øvre delen av en fluidisert seng 10 som kan bli dannet. Røstingen vil bli beskrevet i større detalj under.

Tre røstingsmetoder kan generelt bli skilt ut, hvor røstingen blir beskrevet i mer detalj under.

I henhold til den første fremdriftsmetoden er gipsen fullt ut røstet via direkte kontakt med forbrenningsgassene, og kun tørkingen finner sted ved indirekte kontakt med de varme gassene i rommet mellom rørene 4 og 5. Rommet 2 for røsting av lettspat strekker seg derved fra utløpet av rommet lokalisert mellom rørene 4 og 5 og omfatter mottakeren 2a (i dette tilfellet sammenfallende med reaktoren). Flash røsting finner fortrinnsvis sted ved utløpet av rør 5. Konvensjonell røsting kan også bli utført i en seng, slik som i over nevnt tidligere kjent teknologi. I henhold til temperaturene av gassene ved utløpet kan røstingen valgfritt bli terminert etter utløpet av mottakeren 2a, spesielt i rørene så langt som filteret, under forutsetning at temperaturen er tilstrekkelig høy. Det som blir referert til som etterrøsting (interaksjon mellom varme og våte gasser og materialet i løpet av nedkjølingen) kan muligens inntreffe. Det har generelt blitt funnet at dess kortere røstingstid dess større reaktivitet av kalsiumsulfathemihydrat eller gipspussen som oppnås. Det ble funnet i testing at reaktiviteten av hemihydratet som oppnås øker med hastigheten av røstingen. Det er derfor spesielt fordelaktig å utføre røstingen umiddelbart etter tørkingen i form av flashrøsting.

I henhold til en andre driftsmetode er røstingen allerede delvis utført i røret 5 og røstingen fortsettes i mottakeren 2a. Røstningssonen 2 omfatter dermed en del av rommet lokalisert mellom rørene 4 og 5 og mottakeren 2a. På samme vis som for den første driftsmetoden kan røstingen også bli terminert etter utløpet av mottakeren 2a og på samme vis er også flashrøsting foretrukket.

Røstingen er generelt utført i henhold til den andre metoden. Røstingen ved utløpet av røret 5 er generelt mellom 20 og 70 %, fortrinnsvis 30-60 %, og fordelaktig omtrent 50 %.

Denne andre driftsmetoden oppnås f.eks. med de følgende tider for overføring av materialet: en syklus for overføring eller for tørking i det eksterne røret 5 på mellom 30 sek. og 5 min., fortrinnsvis mellom 1 og 2 min.; en syklus for røsting ved kontakt mellom materialet og forbrenningsgasser på mellom 1 og 10 sek., fortrinnsvis mellom 2 og 5 sek.

Denne andre driftsmetoden oppnås f.eks. ved å anvende røsteren beskrevet over med en skrue som roterer på en hastighet av mellom 2 og 12 omdreininger pr. minutt, et syntetisk lettspat med en partikkelstørrelse på 50 \ im, så som lettspat fra røykkanalgass desulfurisering, og en varmegivende kraft på 1,5-2,0 MW.

I henhold til en tredje metode for drift av tørkeren/røsteren er røstningsrommet sammenfallende med rommet lokalisert mellom rørene 4 og 5 (dvs. innsiden av det eksterne røret 5). I dette tilfellet er all gipsen røstet før dens utgang fra det eksterne røret 5.1 dette tilfellet er det ikke påkrevd med en mottaker 2a og denne kan derfor utelates.

Forskjellen mellom de tre driftsmetodene er kontrollert ved flere faktorer, relatert til anordningen i seg selv, til driftsforholdene (termisk kraft og gjennomstrømming) og til egenskapene til gipsen.

Når syntetisk gips behandles utviser det en veldig liten partikkelstørrelse (en midlere diameter på noen få titalls mikron). Det vil generelt være mulig å tørke og delvis dehydrere i rommet mellom de to rørene (andre driftsmetode). Graden av dehydrering kan variere i henhold til gjennomstrømningen av gips og kraften til brenneren. Ved rørutløpet finner den gjenværende delen av røstingen fortrinnsvis sted på flash viset i løpet av få sekunder (2-10 sek. f.eks.). Materialet rives deretter med i strømmen av forbrenningsgasser til filteret hvor det utvinnes.

Når en malt naturlig gips behandles utviser det en relativt liten partikkelstørrelse (en midlere diameter på opptil noen få hundre mikron). Det vil generelt være mulig å tørke i fremføringsskruen, siden denne typen av (naturlig) gips ikke utviser et høyt fuktighetsinnhold. Graden av røsting ved utløpet av skruen er også variabelt. I tilfeller av en lav grad vil gassgjennomstrømningsforhold bli valgt (se under) slik at det dannes en fluidisert seng 10, og utløpet av gipspuss vil finne sted via det øvre utløpet 9. I det tilfellet av en høy grad vil gassgjennomstrømningsforhold bli valgt (se under) slik at det dannes en fluidisert seng 10 kun over en veldig lav høyde, og utslippet av gipspuss finner sted via et bunnutløp som er praktisk talt sammenfallende med tømmingsutløpet 17. I dette tilfellet er det ikke noen flashrøsting og oppholdstiden av materialet i sengen er større enn noen få titall av sekunder. Posisjonen av utløpet avhenger av graden av røsting ved skrueutløpet.

I det tilfellet av naturlig gips er det mulig å legge grunnlag for et fordelaktig utførelseseksempel. I henhold til dette utførelseseksemplet fremskaffer anordningen i henhold til oppfinnelsen en malende funksjon som starter fra et knust naturlig lettspat (som typisk har en partikkeldiameter på 3 mm). I henhold til dette utførelseseksemplet har det andre røret og/eller fremføringsskruen en form og struktur egnet for maling. Dette er fordi det er mulig å velge slipende overflater og for å justere åpningene mellom komponentene slik at man oppnår nedslitningstilstander, og dermed gjør det mulig å male den knuste naturlige lettspaten til partikler som har en diameter på, f.eks., mellom 50 og 500 \ im. Generelt i anordningen blir den malende rollen fremskaffet etter den tørkende rollen.

Forholdene (gassgjennomstrømning, termisk og andre) som er fremherskende i mottakeren 2a er en funksjon spesielt av partikkelstørrelse av det tørkede og mer eller mindre dehydrerte lettspatet som kommer ut fra røret 5 og av hastigheten av gassene (når det er tomt) i mottakeren. Det er kjent nomogrammer som vil gi, ved en gitt temperatur og et gitt fuktighetsinnhold, transportforholdene som materialet vil befinne seg i.

Det er to scenarier. I det første scenariet blir partiklene revet med av de varme gassene. Fenomenet med transport av faste stoffer i gasser inntreffer. I dette tilfellet blir gipsen utvunnet etter separasjon av gassene, f.eks. i syklonen 14 (en hvilken som helst annen type separator i normal bruk kan også anvendes). I et slikt tilfelle kan den varmegivende kraften til brenneren og flythastigheten av de varme gassene som dermed produseres bli justert for at flashrøsting skal finne sted i løpet av et kort tidsrom. Dette utførelseseksemplet er foretrukket, spesielt for å produsere en gipspuss som vil bli anvendt for fremstilling av gipsplater. I det andre scenariet vil partiklene sedimentere og deretter danne en fluidisert seng. I et slikt tilfelle kan gipsen bli sluppet ut i mottakeren 2a på et mer eller mindre høyt nivå via utløpet 9, som kan under ekstreme tilfeller være sammenfallende med det tømmende utløpet 17.

I tilfellet av flashrøsting fungerer mottakeren 2a i hovedsak som et rør for føring av det oppnådde hemihydratet. Mottakeren kan derved ha en hvilken som helst egnet form og ikke nødvendigvis en sylindrisk form, slik som var tilfelle for røsterene i den tidligere kjente teknologien. I det tilfellet av røsting ved en seng av materiale, oppfyller mottakeren 2a dens konvensjonelle rolle.

Prosessen i henhold til oppfinnelsen tilbyr ennå videre fordeler i forhold til tidligere kjent teknologi. Dette er en kontinuerlig og meget stabil prosess (kvaliteten på gipspussen produsert er uniform). Termisk og gassgjennomstrømnings ekvilibrier blir raskt oppnådd (typisk på mindre enn 15 min.), noe som fører til en forenklet drift. Til slutt er anordningen som anvender prosessen i henhold til oppfinnelsen kompakt og enkel, som tilbyr reduserte kapitalkostnader.

Det er mulig i oppfinnelsen (spesielt med en røstningsmetode som anvender flashrøsting) å oppnå en gipspuss som har de følgende egenskaper.

Denne gipspussen er spesielt velegnet til fremstilling av gipsplater, av forhåndsstøpte gipsheller, av "industriell" gipspuss eller av dekningsmidler.

Gipspussen i henhold til oppfinnelsen utviser svært spesifikke egenskaper i forhold til gips kjent i tidligere kjent teknologi. Disse egenskaper er som følger:

(i) Meget reaktiv gipspuss, med en veldig høy settingshastighet.

(ii) Vannbehovet til denne gipspussen er lav.

(iii) Flyteevnen til gipspussen er utmerket.

Settehastigheten er målt på forskjellige måter.

I henhold til en første alternativ form er Gillmore innledende setting mellom 4,5 og 6 min. ASTM C266 standarden er anvendt for denne målingen.

I henhold til en andre alternativ form er Vicat endelig setting mellom 10 og 12 min. ASTM C472 standarden er anvendt for denne målingen.

I henhold til en tredje alternativ form, som er foretrukket, er kniv innledende setting mindre enn 6 min., fortrinnsvis mindre enn 5 min. NF B 12-401 eller ISO DIN 3050 standardene (Smidth-ring: indre diameter 60 mm, høyde 50 mm) er anvendt for denne bestemmelsen. For så vidt som at dette er en hurtigsettende gips, er prosessen modifisert i henhold til anbefalingene for hurtigsettende gips, som følger: etter å ha spredt ut gipsen i vann i 15 sek. og vente 30 sek. for fukting av pulveret, blir blandingen rørt om i 30 sek. før fylling av Smidth-ringen, og ringen er fjernet etter 1 min. 15 sek. for målingen av knivsettet.

Vannbehovet er relatert spesielt til gipspuss/vann-forholdet ved metning. Det er større enn 140 deler gipspuss pr. 100 deler vann. NF B 12-401 eller ISO DIN 3050 standardene anvendes for denne bestemmelsen. For sammenligningens skyld kan det nevnes at en konvensjonell gipspuss har et gipspuss/vann-forhold ved metning i området på 125 deler gips pr. 100 deler vann.

Flyteevnen er utmerket (som også er relatert til vannbehovet). Det er målt ved spredning, for et gipspuss/vannforhold på 0,75, av minst 205 mm fortrinnsvis minst 240 mm. Disse verdiene er, overraskende nok, relativt høye, når gipspussen oppnås ved en flashrøsting. Dette er fordi flashrøstingsgipspusser i henhold til tidligere kjent teknologi erkarakterisert veden veldig middelmådig flyteevne, som krever mye hjelp av adjuvanser. NF B 12-401 eller ISO DIN 3050 standardene (Smidth-ring: indre diameter 60 mm, høyde 50 mm) er anvendt. Etter utspredning av gipspussen i vannet i 15 sek. og venting i 30 sek. for fukting av pulveret, ble blandingen omrørt i 30 sek. før fylling av Smidth-ringen, og ringen ble fjernet ved 1 min. 15 sek. for måling av spredningen.

Gipspussen i henhold til oppfinnelsen skiller seg ikke i vann. BET-overflateareal (NF X 11-621 standarden) av gipspussen i henhold til oppfinnelsen er generelt større enn 8 m<2>/g. En slik verdi korresponderer ikke til de vanlige egenskapene til en gipspuss som ikke skiller seg i vann (f.eks. en gammel gipspuss utviser generelt et BET-overflateareal på mindre enn 4 m<2>/g og skiller seg ikke i vann). Referanse kan utføres, for bestemmelsen av skillingen i vannet, til publikasjonen "Eclatement des grains de plåtre au contact de l'eau" [Skilling av gipskorn ved kontakt med vann], Jean-Claude Weiler, i Ciments, Bétons, Plåtres, Chaux, nr. 744, 5/88. Skilleevnen til gipspussen i henhold til oppfinnelsen, ved anvendelse av definisjonen gitt i denne publikasjonen, er typisk mindre enn 5 %.

Egenskapene til gipspussen i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig å oppnå fordelaktige egenskaper.

Den lave settingstiden gjør det mulig å unngå tilsats av settingsakselerator, så som gips (som kan være røstingsrest-gips eller tilsatt rå gips). Dermed er gipspussen i henhold til oppfinnelsen fri for gips (gipsinnholdet er typisk mindre enn 0,4 %, til og med mindre enn 0,2 % vekt/vekt).

Det lave vannbehovet (gipspuss/vannforhold ved metning og fluiditet) gjør det mulig å tilsette mindre vann for fremstilling av gipspusslurryen for en gitt konsistens. Dette er fordelaktig siden det er nødvendig, f.eks. i et anlegg for gipsplater eller for heller, å tørke overskuddsinnblandingsvann. Innsparinger i kapitalkostnader og i energibruk er derved oppnådd. Det lave vannbehovet gjør det også mulig å oppnå sluttprodukter (industriell gipspuss eller gipsplater) som er meget harde og/eller med en høy mekanisk styrke.

Prosessen i henhold til oppfinnelsen har blitt implementert og, for parametere som kommer innenfor de spesifikke områdene, er det blitt oppnådd gips med følgende karakteristika. Eksempel 4 er en konvensjonell gips.

Naturligvis er foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til eksemplene og utførelseseksemplene beskrevet og representert, men den er i stand til å finnes i et antall alternative former som er tilgjengelig for fagpersonen. Derved, selv om et rør 5 for foring med frisk kalsiumsulfatdihydrat har blitt beskrevet over, som omgir røret for foring med varme gasser 4, kan røret for foring med varme gasser 4 også være konstruert, i henhold til oppfinnelsen, for å omgi røret 5 for foring med frisk kalsiumsulfatdihydrat. Oppfinnelsen vil også bli funnet å kunne anvendes generelt til et hvilket som helt pulverisert produkt som skal tørkes og/eller røstes.

Claims

1. Gips tørker/røster (1) som omfatter: - et røstningsrom (2); - et første rør (4) som utviser et innløp koblet til en kilde med varme gasser (3), og et utløp som kommer ut i røstningsrommet (2); - et andre rør (5) som utviser et innløp koblet til en gipskilde (8) og et utløp som kommer ut i røstningsrommet, hvor det andre røret er konsentrisk med det første røret; - en fremføringsskrue (6) posisjonert i det minste delvis i det andre røret, hvor nevnte skrue fører gipsen fremover i røstningsrommet.

2. Tørker/røster i henhold til krav 1, karakterisert vedat det andre røret omgir det første røret over en del av dets lengde.

3. Tørker/røster i henhold til krav 1, karakterisert vedat det andre røret omgir det første røret over i hovedsak dets lengde.

4. Tørker/røster i henhold til et av kravene 1-3, karakterisert vedat røstingsrommet (2) korresponderer med en mottaker (2a) som i det minste delvis omgir det første røret (4) og det andre røret (5).

5. Tørker/røster i henhold til et av kravene 1-4, karakterisert vedat røstingsrommet (2) er i det minste delvis sammenfallende med innsiden av det andre røret (5).

6. Tørker/røster i henhold til kravene 4 og 5, karakterisert vedat røstingsrommet er delt opp mellom innsiden av det andre røret (5) og mottakeren (2a).

7. Tørker/røster i henhold til krav 5, karakterisert vedat røstingsrommet er sammenfallende med innsiden av det andre røret (5).

8. Tørker/røster i henhold til et av de foregående krav, karakterisert vedat det første røret (4) er anordnet slik at det kan rotere i forhold til det andre røret (5) og driver fremføringsskruen (6) som er integrert med det.

9. Tørker/røster i henhold til et av de foregående krav, karakterisert vedat stigningen av skruen varierer langs lengden på skruen.

10. Tørker/røster i henhold til et av de foregående krav, karakterisert vedat skruen utviser en omrører (11) anordnet ved enden av skruen.

11. Tørker/røster i henhold til krav 10, karakterisert vedat fremføringsskruen føres i sin rotasjon ved minst to sentrerende armer integrert med omrøreren (11).

12. Tørker/røster i henhold til krav 10 eller 11, karakterisert vedat omrøreren (11) er utstyrt med en deflektor (12) som vender mot utløpet av det første røret (4).

13. Tørker/røster i henhold til et av kravene 10-12, karakterisert vedat omrøreren (11) utviser en aksel posisjonert ved dets ende.

14. Tørker/røster i henhold til et av kravene 10-13, karakterisert vedat omrøreren (11) føres i rotasjon av lågere integrert med mottakeren (2a).

15. Tørker/røster i henhold til et av de foregående krav, karakterisert vedat rørene (4, 5) er vertikale.

16. Tørker/røster i henhold til et av de foregående krav, karakterisert vedat innløpet av det andre røret utviser en konisk form som korresponderer i det minste delvis til fremføringsskruen.

17. Tørker/røster i henhold til et av de foregående krav, karakterisert vedat det andre røret (5) har en form og struktur som egner seg for maling.

18. Tørker/røster i henhold til et av de foregående krav, karakterisert vedat fremføringsskruen (6) har en form og struktur som egner seg for maling.

19. Fremgangsmåte for røsting av gips, som omfatter følgende trinn: (i) forsyning av varme gasser til innløpet av et første rør; (ii) forsyning av gips til innløpet av et andre rør som er konsentrisk med det første røret; (iii) føring av gipsen langs det andre røret ved en fremføringsskrue; (iv) indirekte varmeutveksling mellom gipsen og de varme gassene; og (v) røsting av gipsen til gips.

20. Fremgangsmåte i henhold til krav 19, karakterisert vedat gipsen er gips fra røykkanalgass-desulfurisering og/eller naturlig gips.

21. Fremgangsmåte i henhold til krav 19 eller 20, karakterisert vedat trinnene (iii) av føring av gips fremover og (iv) av indirekte varmeutveksling omfatter tørkingen av gipsen.

22. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-21, karakterisert vedat trinnene (iii) av føring av gipsen fremover og (iv) av indirekte varmeutveksling omfatter tørking og i det minste delvis røstingen (v) av gipsen til gipspuss.

23. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-22, karakterisert vedat røstingen (v) omfatter føring av gipsen i kontakt med de varme gassene, hvor røstingen er av flashtypen.

24. Fremgangsmåte i henhold til krav 23, karakterisert vedat tiden mellom føringen av gipsen i kontakt og dets ferdigstilte røsting er mindre enn 10 sek.

25. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-22, karakterisert vedat røstingen (v) omfatter føring av gipsen i kontakt med de varme gassene, hvor røstingen blir utført i en fluidisert seng.

26. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-25, karakterisert vedat røstingstrinnet omfatter transport av gipsen fra utløpet av det andre løpet ved medrivning av varme gasser.

27. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-26, karakterisert vedat oppholdstiden av gips og/eller gipspuss i det andre røret er mellom 30 sek. og 5 min.

28. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-22, karakterisert vedat trinnet av indirekte varmeutveksling mellom gipsen og de varme gassene omfatter røstingstrinnet.

29. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-22, karakterisert vedat trinnene (iii) av føring av gipsen fremover og (iv) av indirekte varmeutveksling omfatter tørking og i det minste delvis røsting (v) av gipsen til gipspuss; hvor røstingen (v) blir fullført ved å føre gipsen i kontakt med de varme gassene, hvor den ferdige røstingen er av flashtypen, hvor varigheten av trinnene (iii) og (iv) er mellom 30 sek. og 5 min. og varigheten av røstingen ved kontakt med de varme gassene er mellom 1 og 10 sek.

30. Fremgangsmåte i henhold til krav 29, karakterisert vedat varigheten av trinnene (iii) og (iv) er mellom 1 og 2 min., og varigheten av røstingen ved kontakt med de varme gassene er mellom 2 og 5 sek.

31. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-30, karakterisert vedat det i tillegg omfatter et trinn (iiib) av maling av gips i løpet av trinnet (iii) av fremføring.

32. Fremgangsmåte i henhold til et av kravene 19-31, karakterisert vedat den er utført i tørkeren/røsteren i henhold til et av kravene 1-18.

33. Gipspuss, karakterisert vedat den er i stand til å bli oppnådd via fremgangsmåten i henhold til et av kravene 19-32.

34. Gipspuss i henhold til krav 33, karakterisert vedfølgende egenskaper: (i) reaktivitet: (a) kniv initiell setting mindre enn 6 min., fortrinnsvis mindre enn 5 min.; og/eller (b) Gillmore setting mellom 4,5 og 6 min.; og/eller (c) Vicat endelig setting mellom 10 og 12 min.; og (ii) gipspuss/vannforhold ved metning på minst 140 deler gips pr. 100 deler vann; og (iii) fluiditet bestemt ved spredningsverdi større enn 205, fortrinnsvis større enn 240 mm.

35. Gipspuss i henhold til krav 34, karakterisert vedfølgende egenskaper: (i) reaktivitet: kniv begynnende sett mindre enn 5 min.; og (ii) gips/vannforhold ved metning på minst 140 deler gips pr. 100 deler vann; og (iii) fluiditet slik bestemt av en spredningsverdi på større enn 240 mm.

36. Gipspuss i henhold til krav 34 eller 35, karakterisert vedat BET-overflateareal er minst 8 m lg.

37. Gipspuss i henhold til et av kravene 34-36, karakterisert vedat den ikke skiller seg i vann.

38. Gips i henhold til et av kravene 34-37, karakterisert vedat den er fri for lettspat og/eller klorinert adjuvans.